深圳湾海域沉积物中酸可挥发性硫化物与重金属生态风险评价

测定了深圳湾海域10个站点表层沉积物中的AVS、TOC和同步浸提重金属(SEM)的含量,对AVS、SEM的平面分布及AVS与SEM和TOC的相互关系进行了分析。结果表明:深圳湾海域表层沉积物AVS含量范围为0.06～7.41μmol/g,平均值为2.51μmol/g;SEM含量范围为0.71～5.15μmol/g,平均值为3.06μmol/g;AVS与SEM的平面分布较一致,呈从湾顶到湾中向湾外逐渐递减的明显趋势。调查海域AVS与SEM和TOC间具有良好的线性相关性,大多数站点∑SEM-AVS的差值均0<(∑SEM-AVS)<5,说明该海域可能存在重金属的中等毒性生态风险。     

A review of myrmecophily in ant nest beetles (Coleoptera: Carabidae: Paussinae): linking early observations with recent findings

Myrmecophily provides various examples of how social structures can be overcome to exploit vast and well-protected resources. Ant nest beetles (Paussinae) are particularly well suited for ecological and evolutionary considerations in the context of association with ants because life habits within the subfamily range from free-living and predatory in basal taxa to obligatory myrmecophily in derived Paussini. Adult Paussini are accepted in the ant society, although parasitising the colony by preying on ant brood. Host species mainly belong to the ant families Myrmicinae and Formicinae, but at least several paussine genera are not host-specific. Morphological adaptations, such as special glands and associated tufts of hair (trichomes), characterise Paussini as typical myrmecophiles and lead to two different strategical types of body shape: while certain Paussini rely on the protective type with less exposed extremities, other genera access ant colonies using glandular secretions and trichomes (symphile type). We compare these adaptations with other taxonomic groups of insects by joining contemporary research and early sources and discuss the possibility of an attracting or appeasing effect of the secretion. Species that are ignored by their host ants might use chemical mimicry instead. Furthermore, vibrational signals may contribute to ant–beetle communication, and chemical signals have proven to play a role in host finding. The powerful defense chemistry of paussines as “bombardier beetles” is not used in contact with host ants. We attempt to trace the evolution of myrmecophily in paussines by reviewing important aspects of the association between paussine beetles and ants, i.e. morphological and potential chemical adaptations, life cycle, host specificity, alimentation, parasitism and sound production.

水稻秸秆生物炭对耕地土壤有机碳及其CO2释放的影响

为探究生物炭自身稳定性及其输入土壤后对于土壤本体有机碳的影响,本研究模拟自然条件,分别将500℃和700℃裂解的水稻秸秆生物炭(RBC500和RBC700)以0%(空白土壤)、3%、6%和100%(纯生物炭)的比例添加至耕地土壤进行室内培养实验,观测总有机碳(TOC)与易氧化态碳(EOC)含量的变化及CO2排放特征.结果表明,与空白土壤处理相比,土壤TOC、EOC含量均随水稻秸秆生物炭添加量的增加而升高;相同添加量条件下,RBC500对土壤TOC与EOC增加的贡献均高于RBC700.各处理土壤TOC含量在前30 d内均降低(最大降幅为15.8%),并于培养后期趋于稳定;土壤EOC含量在培养初30 d内均降低,当生物炭添加比例为3%和6%时,RBC500使土壤的EOC含量降幅分别为72.4%和81.7%,大于RBC700的61.3%和69.8%;培养结束时,添加相同裂解温度生物炭的土壤EOC值相近.培养前期土壤中EOC含量的下降可能与生物炭中易分解组分引起的矿化作用有关.在130 d培养期内,CO2累计排放量大小顺序为:土壤+生物炭混合处理<纯土壤处理<纯生物炭处理,可见,生物炭的土壤处理可以减少土壤CO2的排放,最大减排率可达41.05%.在一个长的时间尺度内,生物炭的土壤处理有利于土壤碳的固定.生物炭施用于土壤可作为碳储存载体.     

东莞石马河流域水化学特征时空差异及来源辨析

石马河流域对东江饮用水源地城镇供水具有重要战略意义.为研究石马河水化学特征,分别于2012年2月、6月和11月采集石马河河水水样共39个,分析测定了水体主离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4和HCO-3)及营养盐(PO3-4、NO-3和NH+4)浓度,探讨了水化学组成的时空差异、控制因素并对其来源进行了初步辨析.结果表明,水化学组成的时空差异显著,不同时期的河水TDS及营养盐平均浓度排序为11月2月6月;河水阴离子以HCO-3为主,2月和11月时,河水阳离子以Na++K+为主,为HCO-3-Na+水,6月时则以Ca2+为主,为HCO-3-Ca2+水;营养盐浓度在空间上的差异主要受人类活动导致N、P废水排放影响,3个时期的石马河出水口处(R7)N∶P为18.4,有利于浮游植物的生长,河道出现了富营养化的现象;Gibbs图显示,2月和11月的河水主离子受蒸发岩溶解的影响较为显著,而蒸发岩和碳酸盐岩风化共同控制6月的水化学组分;海盐沉降对石马河河水物质的贡献率较小;部分Na+、Mg2+、Cl-和SO2-4来自化肥的施用和工业废水的排放;NH+4-N、PO3-4-P和NO-3-N主要分别来源于家禽养殖废水和生活废水.     

Removal of heavy metals from a contaminated soil using tartaric acid

This study reports the feasibility of remediation of a heavy metal （HM） contaminated soil using tartaric acid, an environmentally-friendly extractant. Batch experiments were performed to test the factors influencing remediation of the HM contaminated soil. An empirical model was employed to describe the kinetics of riM dissolution/desorption and to predict equilibrium concentrations of HMs in soil leachate. The changes of HMs in different fractions before and after tartaric acid treatment were also investigated. Tartaric acid solution containing HMs was regenerated by chestnut shells. Results show that utilization of tartaric acid was effective for removal of riMs from the contaminated soil, attaining 50%-60% of Cd, 40%-50% of Pb, 40%-50% of Cu and 20%-30% of Zn in the pH range of 3.5-4.0 within 24 h. Mass transfer coefficients for cadmium （Cd） and lead （Pb） were much higher than those for copper （Cu） and zinc （Zn）. Sequential fractionations of treated and untreated soil samples showed that tartaric acid was effective in removing the exchangeable, carbonate fractions of Cd, Zn and Cu from the contaminated soil. The contents of Pb and Cu in Fe-Mn oxide fraciton were also significantly decreased by tartaric acid treatment. One hundred milliliters of tartaric acid solution containing HMs could be regenerated by 10 g chestnut shells in a batch reactor. Such a remediation procedure indicated that tartaric acid is a promising agent for remediation of HM contaminated soils. However, further research is needed before the method can be practically used for in situ remediation of contaminated sites.     

基于超效率DEA模型的三峡库区生态效率评价及空间演化格局分析

本文基于2010—2017年的统计数据,首先采用超效率DEA模型对三峡库区26个区县的生态效率进行测算,然后运用空间自相关分析方法对三峡库区生态效率的演化格局进行了实证分析,探索三峡库区生态效率的时空动态演变特征。研究表明:2010—2017年三峡库区生态效率平均水平处于0.5601～1.1920,整体呈现波动性变化趋势,生态效率在一定程度上有所改善,但是整体水平仍然较低;从区域层面看,各个区县间生态效率水平不平衡,空间分布上呈现"西高东低"的非均衡性特征。局部空间自相关分析表明,三峡库区2010—2017年集聚性呈逐渐减弱态势,空间异质性逐渐增加,整体的生态效率差异变大。最后依据实证研究分析结果,本文对如何提升三峡库区生态效率提出了相应的政策建议。     

焚烧飞灰熔融过程重金属迁移特性中试研究

通过中试试验研究垃圾焚烧飞灰熔融过程重金属Cd、Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的迁移特性,着重研究重金属在熔渣中的固化效果,考察了温度（1 290℃、1 320℃、1 360 ℃）、助熔剂（10 %的玻璃粉）、冷却方式（水冷、空冷）对重金属固定率的影响.结果表明,温度的提高使Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的固定率都有一定的提高;加入10%的玻璃粉使各种重金属的固定率都有显著提高,只有Zn例外;对Zn、Cu、Cr和Ni,空气冷却方式下的重金属固定率比水冷方式下的高.     

人工湿地污水处理系统的蛭石缓冲单元及缓冲能力生物再生研究

针对当前人工湿地污水处理中普遍存在的冬季处理效果差等问题,研究了在处理系统中构建天然蛭石缓冲单元及其吸附饱和后进行生物再生的可行性.结果表明,在水力负荷为1.4 m3·m-2·d-1(COD:150～350mg·L-1、NH 4-N:10～30 mg·L-1、TP:1.0～4.5 mg·L-1)和蛭石层填充高度≥60cm的条件下,无植物天然蛭石缓冲单元可至少在45d内保持出水各项水质指标达到一级排放标准(GB 18918-2002),从而可基本满足人工湿地在植物换季时期的处理需要,而且,增加系统含氧量和蛭石用量可提高体系缓冲性能.在夏秋季温度较高的条件下(25～30℃),利用微生物的硝化与反硝化作用和植物根系的吸收与复氧功能,可有效提高蛭石再吸附的能力,其中有植物的湿地单元90d后蛭石吸附容量的再生率可达88.2%～91.3%,生物再生过程的动力学方程符合指数关系,植物种类、干湿交替时间和碳源对蛭石生物再生过程有较为显著的影响.     

基于生态压力视角的长三角地区生态安全格局构建与优化

人类经济活动对生态环境造成的压力,是威胁区域生态安全的重要因素,基于生态压力视角构建生态安全格局对维持区域生态安全具有重要意义。以长三角为研究区,在形态学空间格局分析(MSPA)基础上采用景观连通性指数识别生态源地,基于能值生态足迹模型并结合夜间灯光数据识别生态压力热点区,通过最小累积阻力模型(MCR)提取生态源间廊道和生态压力需求廊道,从而构建生态安全格局。结果表明:(1)研究区生态源地总面积为25 581.47 km²,占研究区总面积的24.20%,主要分布在太湖流域和浙西浙东等地;生态压力热点区集中在上海、苏州等城市化水平较高的地区;生态源地与生态压力热点区在空间上并无重叠,生态供需存在一定程度的空间失耦。(2)生态廊道网络由生态源间廊道和生态压力需求廊道组成,生态源间廊道总长度为2 459.13 km,呈现"两纵一横"的空间格局,适宜修建宽度为1 200 m;生态压力需求廊道总长度为1 186.71 km,呈现以生态源地为核心的空间组团特征,一般、较高、高压力需求廊道的适宜修建宽度分别为750、550和100～200 m。(3)划分了生态保育区、生态控制区...     

基于目标责任区际优化的耕地保护补偿

耕地保护目标责任与区域补偿标准的合理确定是保证耕地保护区域补偿实施效果的关键。针对以往耕地保护目标责任忽视耕地资源禀赋与社会经济发展差异的不足,本文构建分区异步元胞自动机模型开展了耕地区际布局优化,并据此优化区域耕地保护目标责任。在此基础上,针对当前研究中耕地保护区域补偿标准与耕地非农化收益及耕地赤字/盈余水平脱节、难以真正起到耕地保护杠杆作用的不足,本文提出了以耕地资源价值为基础,引入耕地非农化收益确定耕地保护区域补偿标准,并根据耕地保护目标责任优化结果测算区域耕地赤字/盈余水平对耕地保护区域补偿价值标准进行修正,以实现"以布局引导补偿,以补偿实现保护"。以全国首批"两型社会"建设试验区武汉城市圈为案例区开展了实证研究,结果表明:1根据资源禀赋与经济发展区域差异确定区域耕地保护目标责任可以在实现全区域粮食安全的基础上使区域耕地非农化压力得到最大限度的释放,有利于耕地保护目标的实现;2以耕地非农化收益和耕地资源价值为基础,采用区域耕地赤字/盈余进行修正得到耕地保护区域补偿标准,可以起到激励耕地保护的杠杆作用;3基于目标责任区际优化的耕地保护区域补偿是协调我国快速城镇化进程中城镇用地扩张与耕地保护矛盾的重要途径,能起到激励耕地保护、抑制耕地非农化的作用。